Впервые мы увидели рождение океанической коры: 160 миллионов кубических метров лавы за 16 дней

На дне Индийского океана приборы были размещены всего два месяца назад. Затем, вечером 26 апреля 2024 года, земля начала уходить под уровень; стены подводной долины разошлись, и магма прорывалась через кору. Учёные столкнулись с процессом, который до последнего времени могли в основном реконструировать лишь после того, как он уже произошёл: образованием нового участка океанической коры.

Событие произошло вдоль Южно-восточного Индийского хребта, подводной горной цепи, разделяющей австралийскую плиту от антарктической. Оно продолжалось шестнадцать дней и отслеживалось с помощью гидрофонов, датчиков давления, акустических измерений, землетрясений и новых карт дна. Результаты опубликованы в статье в Nature.

При обычных условиях две плиты удаляются друг от друга чуть более чем на шесть сантиметров в год. Во время самой активной фазы хребет распахнулся со скоростью, близкой к пяти сантиметрам в минуту.

Магма прорвалась через кору менее чем за два часа

Последовательность началась с серии сейсмических толчков, за которыми последовало землетрясение магнитудой 4,9. Сигналы начали перемещаться вдоль затонувшей долины, сначала в одну сторону, затем — в другую. Это движение следовало за распространением ди́ки — крупных вертикальных трещин, через которые магма может проникать. За менее чем двумя часами вторжения прошли несколько километров, выталкивая кору по краям и изменяя напряжение в близлежащих разломах.

Под хребтом находился магматический резервуар шириной примерно две с половиной километра. По восхождению магмы резервуар частично опустел, и надслой потерял опору. Датчик давления зафиксировал снижение на 1,2 метра примерно за сорок минут. В конце события некоторые участки дна ушли на глубину до 4,2 метров. Горизонтальные смещения достигали величин от двух до четырех метров.

Все это происходило на глубинах в thousands метров, в отдалённой зоне океана, где наземные сейсмические станции способны локализовать землетрясение с погрешностью более двадцати километров. Без инструментов, установленных непосредственно на морском дне, значительная часть последовательности осталась бы неясной.

До 160 миллионов кубических метров лавы

Магма достигла дна океана и начала извергаться. Гидрофоны зафиксировали тысячи коротких сигналов, возникающих при соприкосновении горячей лавы с морской водой. Активность продолжалась в три основных импульса, с 26 апреля по 12 мая. За этот период было извержено от 148 до 160 миллионов кубических метров лавы.

Карты, составленные после извержения, показали две крупные ленты нового вулканического материала. Одна простирается примерно на четыре километра. В отдельных местах лавовый слой достигает более девяноста метров в толщину. Одна из образовавшихся во время события конструкций находится примерно в шести сотнях метров от одного из приборов. Такое расстояние достаточно, чтобы измерить почти всё, включая повышение температуры воды, не потеряв прибор под лавой.

Так формируется большая часть океанического дна. Тёплый материал поднимается из мантии, частично расплавляется и подпитывает резервуары под хребтами. Магма заполняет трещины, достигает дна и охлаждается. Плитки тем временем продолжают расходиться, таща наружу уже образованную кору.

Глобальная сеть океанических хребтов простирается примерно на 65 тысяч километров. Этот процесс длится миллионы лет, далеко от берегов и под водяными столбами, которые усложняют наблюдение за ним во время его протекания.

Часть хребта сместилась бесшумно

Измерения также показали нечто, что обычные землетрясения объяснить трудно. Значительная часть смещения разломов произошла без сейсмической активности, без высвобождения количества энергии, пропорционального пройденному перемещению.

Землетрясения, которые наблюдали, объясняли лишь часть расширения хребта. Остальное, по всей видимости, происходило через медленные скольжения, ускоряемые давлением магмы в трещинах и опорожнением резервуара снизу.

Этот нюанс помогает понять, почему сейсмические регистрации часто показывали меньшую ширину смещения дна по сравнению с той, что фиксировалась в долгосрочной перспективе. Часть движения происходит без достаточно сильных толчков, чтобы их чётко зафиксировали удалённые сети.

intrusione также активировала соседние разломы и вызвала другие землетрясения, включая событие магнитудой 5,9. В течение нескольких дней резервуар опустел, дно океана опустилось, долина расширилась, и лавовый поток накрыл участок океана. Теперь под ним существует кора, которой не было до 26 апреля 2024 года. И приборы всё услышали.